Qt编写气体安全管理系统4-通讯协议

时间 2019-11-20

原文原文链接

1、前言

通讯协议解析是整个系统的核心灵魂，绝大部分人作软硬件通讯开发，第一步估计就是写demo将协议解析好，而后再慢慢写整个界面和操做流程等，在工业控制领域，modbus协议应用仍是很是普遍的，这个系统用的也是modbus协议，采用此协议能够方便的用一些第三方的组态软件接入，兼容性更强，modbus只是个协议规约标准，至于使用串口仍是网络仍是其余，都由厂家自行具体实现，通常正常来讲，使用modbus协议的系统支持255个设备在同一个网络上进行通讯，并且大部分都会采用485半双工的机制，挨个轮询设备状态，每次通讯链路上要么在发送数据，要么在接收数据，不能同时进行，这样有个好处就是能够传输的距离通常能够到1200米，而若是是串口全双工的话，基本上在100米就歇菜，具体还要看波特率，固然若是能够用中转设备进行转发那除外。mysql

本项目即支持串口设备也支持网络设备，在端口管理中添加好对应的通讯端口便可，modbus通讯协议的解析库，有个第三方开源的libmodbus，跨平台的，Qt从Qt5.8以来新增了总线serialbus库，其中就包括了QModbusClient和QModbusServer来作modbus协议的解析，本人两种都用过，大同小异，使用方法都差很少，整体上libmodbus要优于Qt自带的modbus。可是为了更大的灵活性，这个项目采用的本身程序解析协议数据来实现，这样不用去纠结封装的接口中每次发送几个字节那些接口对应的含义等，并且本身解析也很方便，我写过的全部的modbus通讯项目，都是采用的本身作协议解析。linux

皮肤开源：https://gitee.com/feiyangqingyun/QWidgetDemo https://github.com/feiyangqingyun/QWidgetDemo 文件名称：styledemoc++

体验地址：https://gitee.com/feiyangqingyun/QWidgetExe https://github.com/feiyangqingyun/QWidgetExe 文件名称：bin_sams.zipgit

2、功能特色

采集数据端口，支持串口端口+网络端口，串口支持自由设置串口号+波特率，网络支持自由设置IP地址+通信端口，每一个端口支持采集周期，默认1秒钟一个地址，支持设置通信超时次数，默认3次，支持最大重连时间，用于从新读取离线的设备。
控制器信息，可以添加控制器名称，选择控制器地址+控制器型号，设置该控制器下面的探测器数量。
探测器信息，可以添加位号，可自由选择探测器型号，气体种类，气体符号，高报值，低报值，缓冲值，清零值，是否启用，报警声音，背景地图，存储周期，数值换算小数点位数，报警延时时间，报警的类型（HH,LL,HL）等。
控制器型号+探测器型号+气体种类+气体符号，都可自由配置。
地图支持导入和删除，全部的探测器对应地图位置可自由拖动保存。
端口信息+控制器信息+探测器信息，支持导入导出+导出到excel+打印。
运行记录+报警记录+用户记录，支持多条件组合查询，好比时间段+控制器+探测器等，全部记录支持导出到excel+打印。
导出到excel的记录支持全部excel+wps等表格文件版本，不依赖excel等软件。
可删除指定时间范围内的数据，支持自动清理早期数据，设置最大保存记录数。
支持报警短信转发，支持多个接收手机号码，可设定发送间隔，好比即时发送或者6个小时发送一次全部的报警信息，短信内容过长，自动拆分多条短信。
支持报警邮件转发，支持多个接收邮箱，可设定发送间隔，好比即时发送或者6个小时发送一次全部的报警信息，支持附件发送。
高报颜色+低报颜色+正常颜色+0值颜色+曲线背景+曲线颜色等，均可以自由选择。
软件的中文标题+英文标题+logo路径+版权全部均可以自由设置。
提供开关设置开机运行+报警声音+自动登陆+记住密码等。
报警声音可设置播放次数，界面提供17种皮肤文件选择。
支持云端数据同步，可设置云端数据库的信息，好比数据库名称，用户名+密码等。
支持网络转发和网络接收，网络接收开启后，软件从udp接收数据进行解析。网络转发支持多个目标IP，这样就实现了本地采集的软件，自由将数据转到客户端，随时查看探测器数据。
自动记住用户最后停留的界面+其余信息，重启后自动应用。
报警自动切换到对应的地图，探测器按钮闪烁。
双击探测器图标，能够进行回控。
支持用户权限管理，管理员+操做员两大类，用户登陆+用户退出，能够记住密码和自动登陆，超过三次报错提示并关闭程序。
支持四种监控模式，设备面板监控+地图监控+表格数据监控+曲线数据监控，可自由切换，四种同步应用。
支持报警继电器联动，一个位号能够跨串口联动多个模块和继电器号，支持多对多。
本地数据存储支持sqlite+mysql，支持远程数据同步到云端数据库。自动重连。
本地设备采集到的数据实时上传到云端，以便手机APP或者web等其余方式提取。
支持两种数据源，一种是串口和网络经过协议采集设备数据，一种是数据库采集。数据库采集模式能够做为通用的系统使用。
自带设备模拟工具，支持16个设备数据模拟，同时还带数据库数据模拟，以便在没有设备的时候测试数据。
默认通讯协议采用modbus协议，后期增长mqtt等物联网协议的支持，作成通用系统。
支持全部windows操做系统+linux操做系统和其余操做系统。

3、效果图

4、核心代码

void DeviceClient::checkValue()
{
    if (!isOk) {
        return;
    }

    QMutexLocker locker(&mutex);
    readData();

    //至少要多少个字节,保证下面取数据不出错
    int size = buffer.size();
    if (size < 5) {
        return;
    }

    //01 03 08 00 00 00 00 00 00 00 00 95 D7
    //01 03 08 00 14 03 12 00 00 00 00 79 E6

    //取出首字节,判断是否为当前地址集合中的地址
    quint8 addr = buffer.at(0);
    quint8 cmd = buffer.at(1);
    quint8 len = buffer.at(2);

    //若是是错误码则直接解析错误信息
    QList<quint8> cmds;
    cmds << 0x03 << 0x04 << 0x06;
    if (!cmds.contains(cmd)) {
        emit receiveError(portName, addr, QString("数据出错: %1").arg(QUIHelper::byteArrayToHexStr(buffer)));
        buffer.clear();
        return;
    }

    //若是数据过长则丢弃当前数据包,否则一旦产生了错误的数据会一直累积
    if (size > 517) {
        emit receiveError(portName, addr, QString("数据出错: %1").arg(QUIHelper::byteArrayToHexStr(buffer)));
        buffer.clear();
        return;
    }

    //后面的数据长度必须大于等于长度数据位表示的长度
    if ((cmd == 0x03 || cmd == 0x04 || cmd == 0x06) && size < len + 5) {
        emit receiveError(portName, addr, QString("数据不全,等待完整数据再解析: %1").arg(QUIHelper::byteArrayToHexStr(buffer)));
        return;
    }

    //放在这里发出去数据是准确的完整的
    emit receiveData(portName, addr, buffer);

    //过滤不存在的地址,防止索引越界
    int index = addrs.indexOf(addr);
    if (index < 0) {
        emit receiveError(portName, addr, "地址出错: 当前地址不在设定的地址集合中");
        buffer.clear();
        return;
    }

    //来过消息的设备,立马更新最后的消息时间,以及判断设备上线
    times[index] = QDateTime::currentDateTime();
    if (!onlines.at(index)) {
        onlines[index] = true;
        emit receiveOnline(portName, addr, true);
        emit receiveInfo(portName, addr, "设备上线");
    }

    //根据不一样的cmd+不一样的命令类型 取出对应的数据内容
    if (cmd == 0x03) {
        QString info;
        if (currentType == "查询浓度值") {
            QList<quint16> values;
            for (int i = 3; i < size - 2; i = i + 2) {
                values << (float)QUIHelper::byteToUShort(buffer.mid(i, 2));
            }

            QStringList list;
            foreach (quint16 value, values) {
                list << QString::number(value);
            }

            info = QString("%1返回: %2").arg(currentType).arg(list.join(" "));
            emit receiveValue(portName, addr, values);
        } else if (currentType == "查询4路AD值") {
            //01 03 08 02 07 08 0C 00 00 00 00 73 87
            QList<quint16> values;
            for (int i = 3; i < size - 2; i = i + 2) {
                values << (float)QUIHelper::byteToUShort(buffer.mid(i, 2));
            }

            QStringList list;
            foreach (quint16 value, values) {
                list << QString::number(value);
            }

            info = QString("%1返回: %2").arg(currentType).arg(list.join(" "));
            emit receiveValueAD4(portName, addr, values);
        } else if (currentType == "查询报警标志") {
            //01 03 08 00 00 00 12 07 13 00 12 5D 68

        } else if (currentType == "查询标定日期") {
            //01 03 04 00 12 07 13 19 CB
            int year = QString("20%1").arg(QString::number(buffer.at(4), todate)).toInt();
            int month = QString::number(buffer.at(5), todate).toInt();
            int day = QString::number(buffer.at(6), todate).toInt();
            info = QString("%1返回: %2年%3月%4日").arg(currentType).arg(year).arg(month).arg(day);
            emit receiveDate(portName, addr, year, month, day);
        } else if (currentType == "查询出厂日期") {
            //01 03 04 00 12 07 13 19 CB
            int year = QString("20%1").arg(QString::number(buffer.at(4), todate)).toInt();
            int month = QString::number(buffer.at(5), todate).toInt();
            int day = QString::number(buffer.at(6), todate).toInt();
            info = QString("%1返回: %2年%3月%4日").arg(currentType).arg(year).arg(month).arg(day);
            emit receiveDateInit(portName, addr, year, month, day);
        }

        //发送对应的文字解析
        if (!info.isEmpty()) {
            emit receiveInfo(portName, addr, info);
        }
    } else if (cmd == 0x04) {

    } else if (cmd == 0x06) {

    }

    //从新赋值
    buffer.clear();
}